- •1. АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕПЦИИ
- •1.2. Определение и модель ассоциативной памяти
- •Непрямые (или косвенные) ассоциации
- •Отношение
- •1.3.4. Классические законы ассоциаций
- •Обобщая наблюдения над явлениями человеческой памяти, греческий философ Аристотель (384–322 гг. до н.э.) выдвинул ряд постулатов, впоследствии послуживших основой при построении классических законов ассоциаций [3].
- •2.1. Основные принципы хеширования
- •2.1.2. Функции хеширования
- •Перевод ключевых слов в числовую форму
- •Преобразование числовых значений в хеш-адреса
- •2.2.4. Методы ускорения процедур поиска
- •2.3. Структура и форматы таблиц хеширования
- •2.3.1. Непосредственная и косвенная адресация
- •2.3.2. Форматы таблиц хеширования
- •2.4.2. Списки и списочные структуры
- •2.4.5. Применение методов хеширования для поиска по соответствию
- •3.1.2. Логические основы организации АЗУ
- •Таблица 3.1
- •параллельного действия
- •3.2.2. Анализатор многократных совпадений
- •Приоритетные анализаторы последовательного типа
- •Структурная схема АЗУ с поиском, параллельным по словам и разрядам, приведена на рис. 3.8.
- •Построение АЗУ на базе ЗУ с линейной выборкой
- •Процедура записи в память разрядного столбца
- •Считывание разрядного столбца
- •3.6. АЗУ, параллельные по записям и последовательные по байтам
- •3.8. Схемотехническая база АЗУ
- •4. МЕСТО АССОЦИАТИВНОЙ ПАМЯТИ
- •4.2. Программируемая логика
- •4.2.2. Программирование логики при помощи ассоциативной памяти
- •функциональной памяти
- •4.2.4. Другие способы реализации программируемой логики
- •4.3. Применение АЗУ для выполнения различных
- •управляющих функций
- •5. АССОЦИАТИВНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ
- •5.1. Основные тенденции развития ассоциативной памяти
- •5.3. Ассоциативные процессоры с высоким уровнем параллелизма
- •5.4.1. Базовая структура матричного процессора
- •Рассмотрим связи между ячейками МП.
- •5.4.3. Ассоциативный управляющий переключатель
- •5.4.4. Ассоциативный матричный процессор RADCAP
- •5.4.5. Ассоциативный групповой процессор PEPE
- •5.5.1. Вычислительная система STARAN
- •Отличие этого уровня от предыдущих:
3.6. АЗУ, параллельные по записям и последовательные по байтам |
|||||
Память такого типа удобна с точки зрения организации информационного |
|||||
поиска, в частности, поиска документов по запросам – для отбора библиотеч- |
|||||
ной информации, где побайтовый просмотр данных является стандартной опе- |
|||||
рацией, а целью – обнаружение в потоке данных строки символов (идентифи- |
|||||
каторов), совпадающей с заданным поисковым аргументом. |
|
||||
Все разряды слова |
Ввод данных |
|
|
|
|
|
|
ИС |
|
Генератор |
|
|
Логика |
|
такт. имп. |
|
|
|
|
|
|
|
|
селектора записи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИС |
Усилители записи |
|
ИС |
|
|
|
|
ЛЗ |
|
|
Рг конечно- |
Счетчик |
|
|
|
го адреса |
адреса |
|
|
(или |
|
|
|
|
|
Рг Сдв.) |
|
|
|
|
Усилители считыва- |
ИС |
Компаратор |
|||
|
ния |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Рг считывания |
|
Вывод данных, |
|
||
|
связанных с |
|
|||
Разряды |
|
|
признаком |
|
|
признака |
|
СТОП |
|
|
|
Компаратор |
|
|
|||
СТАРТ |
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
Регистр |
|
|
|
|
аргумента поиска |
|
|
|
|
Ввод аргумента поиска
Рисунок 3.17. Структура АЗУ, последовательного по словам и параллельного по разрядам
Обозначения на рис. 3.17:
– отдельная линия;
– параллельные линии;
|
– сигнал управления; |
|
ИС |
– импульс (сигнал) синхронизации |
92 |
|
|
Документы обычно содержат большое количество идентификаторов, которые именуются дескрипторами. Их наличие или отсутствие в документе можно связать с логической переменной, принимающей одно из двух значений: “истина” или “ложь”, а условие поиска заданного подмножества документов можно сформулировать в виде некоторой булевой функции, определенной на наборе таких логических переменных.
Подлежащие идентификации в процессе поиска документов элементы данных представляют собой не слова, а записи переменной длины, содержащие по несколько идентификаторов. Это значит, что стандартные массивы памяти не очень подходят для их хранения. Поиск необходимо проводить параллельно по большой совокупности записей, а сравнение строк – посимвольно (побайтно), так как эта операция обычно требует выполнения многочисленных частных проверок. Соответственно память должна иметь ряд особенностей, отличающих ее от других АЗУ, рассмотренных ранее в данном разделе:
1)большую емкость, которая может наращиваться путем добавления новых модулей;
2)возможность работать с записями переменной длины, состоящими из строк символов;
3)наличие средств для поиска по различным спецификациям и их соче-
таниям.
В качестве относительно недорогих и достаточно быстродействующих носителей информации, используемых в архивной памяти, использовались магнитные ленты, барабаны, диски, информация в которых кодируется по байтам,
ахранится в виде записей (блоков). Эти ЗУ, конечно, медленнее ЗУ на линиях задержки ЛЗ, но зато они имеют значительно большую емкость.
Пример формата записи в АЗУ (магнитный диск) с последовательной обработкой байтов приведен на рис. 3.18.
Вкаждой позиции строки (см. рис. 3.18) помещается код символа из восьми битов и один маркерный бит (используется при проведении поиска).
Значения символов для представления данных указаны в табл. 3.2
93
Поиск строки, совпадающей с аргументом, начинается с его первого символа. При обнаружении в потоке данных такого же символа следующий за ним отмечается маркером. На втором шаге отыскивается маркер, при совпадении его символа с соответствующим символом аргумента устанавливается новый маркер. Рекуррентная процедура поиска продолжается столько шагов, сколько символов содержится в поисковом аргументе.
Символ конца записи
Запись: |
λ |
φ |
|
ρ |
|
|
Длина |
|
Информационные |
Результаты |
|
|
записи |
|
|
поля |
записи |
Отдельное инфор- |
φ |
|
σ |
φ |
|
мационное поле: |
|
||||
|
|
|
Имя |
Информация |
|
|
|
|
поля |
|
|
Тип записи: ε – пустая; ν – непустая.
Рис. 3.18. Формат записи в АЗУ с последовательной обработкой байтов
|
Таблица 3.2 |
|
Символы и ограничители для представления данных |
|
|
Символ |
Значение символа |
λ (лямбда) |
Начало записи |
ρ (ро) |
Конец записи |
σ (сигма) |
Разграничитель имени и связанных с ним данных (например, |
|
значений атрибутов, размещенных в одном информационном |
|
поле) |
φ (фи) |
Конец любого поля |
ε (эпси- |
Конец пустой записи |
лон) |
|
ν (ню) |
Конец непустой записи |
β (бета) |
Позиция пустого символа |
3.7. Многокоординатные ассоциативные запоминающие устройства
Известен ряд параллельных структур, которые с разной степенью эффек-
94
тивности решают различные задачи обработки информации – это SIMD (один поток команд, множество потоков данных), конвейерная, MIMD (множество потоков команд, множество потоков данных), мультипроцессорная, потоковая, пирамидальная, нейронная, ассоциативная и др.[5].
Архитектура на базе АЗУ наиболее эффективна при преобладании символьных вычислений, разного рода переводных операций, но недостаточно эффективна для локальных и глобальных, линейных и нелинейных и многих других вычислений. Актуальной становится задача создания систем ассоциативной памяти, которые помимо обеспечения возможности выполнения стандартных операций ассоциативной обработки информации должны удовлетворять ряду требований для эффективного выполнения различных вычислительных и нечисловых операций.
На основании проведенных исследований в [5] сделан вывод, что ключевыми свойствами таких АЗУ являются многокоординатный доступ и выполнение параллельной ассоциативной обработки информации одновременно по всем направлениям доступа непосредственно в логико-запоминающей среде. Разработаны принципы организации и функционирования многокоординатных ассоциативных запоминающих устройств (МКАЗУ), совмещающих функции ассоциативного коллективного доступа к информации с возможностью ее распределенного хранения и параллельной обработки.
Рассмотрен ряд многокоординатных ассоциативных ЗУ:
–с зависимым маскированием, позволяющим, например, определять маскирование ассоциативных ячеек для строчного поиска по маскированию для столбцового поиска и наоборот, что делает возможной локальную обработку растрово представленной информации;
–с фиксацией в ассоциативном накопителе результатов ассоциативного сравнения;
–с использованием ассоциативных ячеек накопителя в качестве источников поисковых аргументов;
95